单片机的ALE连接到74HC373的片选,用于读取忙信号。单片的P2.7与 和 一起接到LCD的片选E,从而控制LCD的写指令与写数据操作,以显示测量结果,LCD的写指令端口为F0H,写数据端口为F2H。
单片机的P1.0~P1.2引脚通过一个转换开关接地,通过判断P1.0~P1.2引脚电平的高低,决定是否进行电压、电阻、电流的测量。
2.2.1 芯片选择与介绍
⑴ 主芯片的选择
本设计采用80C51单片机作为数据处理模块的核心芯片。对A/D转换后得到的数字信号进行处理工作。80C51单片机是一种闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS,8位微处理器。AT80C51单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容[3]。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT80C51是一种高效微控制器, 80C51是它的一种精简版本。80C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
80C51芯片的引脚如图2.3所示。引脚功能介绍如下:
图2.3 80C51引脚图
ALE:地址锁存控制信号,ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的分时传送。
:外部程序存储器读选通信号,在读外部ROM时 有效(低电平),以实现外部ROM单元的读操作。
:访问程序存储器控制信号。当 信号为低电平时,对ROM的读操作是针对外部程序存储器的;而当 信号为高电平时,对ROM的读操作时从内部程序存储器开始,并可延迟至外部程序存储器。
RST:复位信号。当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即为有效,用于完成单片机的复位工作。
XTAL1和XTAL2:外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时,XTAL1和XTAL2用于外接石英晶体谐振器和微调电容;当使用外部时钟时,用于接入外部时钟脉冲信号。
⑵ A/D转换芯片
常见的物理量都是幅值(大小)连续变化的所谓模拟量(模拟信号)。指针式仪表可以直接对模拟电压、电流进行显示。而对数字式仪表,需要把模拟电信号(通常是电压信号)转换成数字信号,再进行显示和处理(如存储、传输、打印、运算等)。
数字信号与模拟信号不同,其幅值(大小)是不连续的。这种情况被称为是量化的。若最小量化单位(量化台阶)为△,则数字信号的大小一定是△的整数倍,该整数可以用二进制数码表示。但为了能直观地读出信号大小的数值,需经过数码变换(译码)后由数码管或液晶屏显示出来。
本设计采用的A/D转换器为8位的ADC0808转换器。ADC0808是8位逐次逼近式,可实现8路模拟信号的分时采用,片内有8路模拟选通开关,以及相应的选通地址锁存与译码电路。地址锁存与译码电路完成对A、B、C3个地址位进行所存和译码,其译码输出用于通道选择。8位A/D转换器是逐渐逼近式,有控制与时序电路、逐次逼近寄存器、树状开关以及256R电阻阶梯网络等组成。输出锁存器用于存放和输出转换得到的数字量[6]。其主要性能如下:
(1)分辨率为8位
(2)精度小于1/2LSB
(3)单一+5V供电,模拟输入电压范围为0~5V
(4)具有锁存控制的8路输入模拟开关
(5)可锁存三态输出,输出与TTL电平兼容
(6)功耗为15MW
(7)不必进行零点和满度调整
(8)转换速度取决于芯片外接的时钟频率[7]
(9)时钟频率范围10~1280kHZ,典型值为640kHZ,约为100μs
ADC0808芯片的引脚如图2.4所示。引脚功能介绍如下:
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